EP4498410A2 - Test- und qualitätskontrollverfahren bei der herstellung von halbleiterbauelementen - Google Patents

Test- und qualitätskontrollverfahren bei der herstellung von halbleiterbauelementen Download PDF

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EP4498410A2
EP4498410A2 EP24190840.9A EP24190840A EP4498410A2 EP 4498410 A2 EP4498410 A2 EP 4498410A2 EP 24190840 A EP24190840 A EP 24190840A EP 4498410 A2 EP4498410 A2 EP 4498410A2
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EP
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semiconductor components
category
assigned
test
bin
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Samy Arnaout
Florian Kühnlenz
Christian Wachtendorf
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2621—Circuits therefor for testing field effect transistors, i.e. FET's

Definitions

  • the invention relates to a test and quality control method in a process for producing semiconductor components according to the preamble of claim 1.
  • the main application of the invention is aimed in particular, but not exclusively, at SiC MOSFETs which are used in pulse-controlled inverters.
  • a wafer is provided which is separated into semiconductor components or chips during the process so that the semiconductor components can be further processed separately from one another.
  • the semiconductor components do not have electrically constant properties distributed across the wafer, i.e. no constant electrical core values, but rather a distribution with varying electrical characteristics, such as varying gate threshold voltages and/or varying on-state resistances.
  • a measurement step is carried out in which the size of a forward resistance of the respective semiconductor component or a test parameter that correlates with it is measured.
  • a categorization is then carried out in which the respective semiconductor component is assigned to a category or bin based on the size of the measured test parameter (i.e. the forward resistance).
  • semiconductor components whose test parameters have the same or similar sizes are assigned to the same category (so-called binning). This ensures that in a power module of a pulse inverter of an electrically powered vehicle, chips with similar electrical characteristics are connected in parallel to a power switch, so that the chips switch almost simultaneously during operation.
  • the above categorization does not take into account the deviation of the on-resistance of the respective semiconductor component from its nominal value. Such a Deviation can be up to ⁇ 30% of the nominal value. This deviation from the nominal value must be taken into account in the chip design, since the on-resistance dominates the conduction losses. In the state of the art, this deviation is therefore taken into account insofar as the on-resistance of the respective semiconductor component is marked with a corresponding safety margin that takes into account the tolerance of ⁇ 30%.
  • a chip sorting and packaging platform includes a feed module, a sorting module and a packaging module.
  • the feed module is configured to feed a plurality of chips.
  • the sorting module is configured to receive the chips fed by the feed module and determine whether each of the chips is qualified.
  • the packaging module is configured to package qualified chips.
  • From the CN 109470921 A A method for achieving a high-precision application based on low-precision resistors is known.
  • From the CN 113155193 A is an intelligent wafer detection and classification method that works on the basis of cloud computing. The method includes the following steps, among others: determining the capacitance and voltage characteristic parameters of wafers; calculating the deviation resistance of the wafers according to the capacitive and voltage-specific parameters.
  • the object of the invention is to provide a test and quality control method in a process for manufacturing semiconductor components, in which the semiconductor components with controlling electrical characteristics can be used optimally according to performance and/or costs.
  • the invention is based on a test and quality control method in a process for producing semiconductor components.
  • the main application of the invention is aimed in particular, but not exclusively, at SiC MOSFETs that are installed in pulse inverters.
  • the test and quality control method has a measuring step in which the size of a forward resistance of the respective semiconductor component or a test parameter correlating therewith is measured.
  • the test and quality control method has an evaluation step in which a deviation of the test parameter from its nominal value is determined.
  • the evaluation step involves categorization, in which the respective semiconductor component is assigned to a category or bin based on the size of the deviation, which determines the further use of the semiconductor component.
  • an assignment module can be provided to carry out the categorization, in which the deviation of the test parameter from the nominal value is determined for each semiconductor component.
  • the categorization of the semiconductor components is carried out in the assignment module.
  • the following categorization can be carried out in the assignment module: Semiconductor components whose deviation is -0.3 R N ⁇ ⁇ R ⁇ (-0.05) R N can be assigned to a first category or bin. Semiconductor components whose deviation is -0.05 R N ⁇ ⁇ R ⁇ +0.05 R N can be assigned to a second category or bin. Alternatively, semiconductor components whose deviation is +0.05 R N ⁇ ⁇ R ⁇ +0.3 R N can be assigned to a third category or bin.
  • the semiconductor components assigned to the first category or bin can be installed in power modules for use in high-temperature countries.
  • semiconductor components assigned to the second category or bin can be installed in power modules for use in temperate climates.
  • semiconductor components assigned to the third category or bin can be installed in power modules for use in low-temperature countries.
  • semiconductor components that are assigned to the first category or bin can be installed in power modules of a high-current variant of an electrically operated vehicle of a high power class.
  • semiconductor components that are assigned to the second category or bin can, on the other hand, be installed in power modules of a medium power class vehicle.
  • Semiconductor components that are assigned to the third category or bin can be installed in power modules of an electrically operated vehicle of a low power class.
  • semiconductor components assigned to the first category or bin can be installed in pulse-controlled inverters.
  • Semiconductor components that are assigned to the second category or bin can be installed in DC/DC converters.
  • semiconductor components that are assigned to the third category or bin can be installed in charging stations.
  • any combination of semiconductor components in the pulse inverter of electrically powered vehicles of the same type leads to different performance specifications of the vehicles.
  • the different performance specifications marked accordingly can serve as a purchasing aid for the vehicle buyer.
  • a two-stage categorization is carried out in the test and quality control method according to the invention.
  • a further categorization is carried out, namely based on the size of the measured test parameter of the respective semiconductor component.
  • the respective semiconductor element is sorted into a category in such a way that the semiconductor components whose test parameters have the same or similar sizes are assigned to the same category.
  • the categorization based on the size of the measured test parameters is a pre-categorization.
  • this pre-categorization is followed by the categorization based on the size of the deviation from the nominal value, which can be carried out as a subsequent categorization.
  • a wafer is provided for the production of a total of 248 semiconductor components H 1 ...H 248 , as shown in the figure.
  • the wafer is divided into the separate semiconductor components H 1 to H 248 , so that the semiconductor components H 1 ...H 248 can be processed separately from one another.
  • the semiconductor components H 1 to H 248 do not have constant electrical core values distributed across the wafer, but rather a distribution with varying electrical characteristics/core values, in particular with varying forward resistances R 1 ...R 248 and varying gate threshold voltages coupled therewith.
  • test and quality control method according to the invention is integrated into the manufacturing process, which is illustrated in the figure using a roughly schematic block diagram to the extent that it is necessary for understanding the invention.
  • a two-stage categorization K1, K2 of the semiconductor components H 1 to H 248 manufactured in the manufacturing process is carried out.
  • the two-stage categorization consists of a pre-categorization K1 and a subsequent process-related categorization K2.
  • the magnitude of the on-resistance R x of the respective semiconductor component element H 1 to H 248 is first measured using a measuring module 1.
  • a comparison of the forward resistances R x of the semiconductor components H 1 to H 248 is then carried out in a comparator module 3.
  • the semiconductor components H 1 to H 248 are assigned to a pre-category or a bin B1', B2', B3' based on the size of the measured forward resistance R x .
  • Semiconductor components with the same or similar forward resistance R x are therefore assigned to the same pre-category B1', B2', B3'.
  • the semiconductor components H 1 to H 80 are assigned to the first pre-category B1'. This means that the semiconductor components H 1 to H 80 are designed with at least similarly large forward resistances R x .
  • the semiconductor components H 81 to H 160 are assigned to the second pre-category B2', and the semiconductor components H 161 to H 248 are assigned to the third pre-category B2 ⁇ .
  • the subsequent categorization K2 is carried out.
  • the semiconductor components H 1 to H 80 of the first preliminary category B1' are fed to a signal line which consists of a calculation module 7 and an assignment module 9.
  • the deviation ⁇ R of the measured on-resistance R x from the nominal value R N is determined for each of the semiconductor components H 1 to H 80 assigned to the first preliminary category B1'.
  • the assignment module 9 the semiconductor components whose deviation ⁇ R is -0.3 R N ⁇ ⁇ R ⁇ (-0.05) R N are assigned to a first subsequent category B1.
  • Semiconductor components whose deviation ⁇ R is -0.05 R N ⁇ ⁇ R ⁇ + 0.05 R N are assigned to a second subsequent category or B2.
  • Semiconductor components whose deviation ⁇ R is +0.05 R N ⁇ ⁇ R ⁇ 0.3 R N are assigned to a third subsequent category B3.
  • the semiconductor components H 81 to H 160 sorted into the second pre-category B2' and the semiconductor components H 161 to H 248 sorted into the third pre-category B3' are fed to an identically constructed signal processing path, so that the same subsequent categorization is also carried out with the semiconductor components of the second and third pre-categories B2' and B3'.
  • the semiconductor components assigned to the first subsequent category B1 can be installed in power modules used in high-temperature countries. Alternatively, they can be installed in power modules of a high-current variant of a high-performance vehicle.
  • the semiconductor components assigned to the second subsequent category B2 can be installed in power modules used in temperate climates. Alternatively, they can be installed in power modules of a medium-performance vehicle.
  • the semiconductor components assigned to the third subsequent category B3 can be installed in power modules for use in low-temperature countries. Alternatively, they can be installed in power modules of a low-performance vehicle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Test- und Qualitätskontrollverfahren in einem Prozess zur Herstellung von Halbleiterbauelementen (Hx), etwa GaN, IGBT, Sic-MOSFET etc., mit einem Messschritt, bei dem die Größe eines Durchlasswiderstands (Rx) des jeweiligen Halbleiterbauelements (Hx) oder ein damit korrelierender Testparameter gemessen wird. Erfindungsgemäß weist das Test-und Qualitätskontrollverfahren einen Auswerteschritt aufweist, bei dem eine Abweichung (ΔR) des Testparameters (Rx) von seinem Nominalwert (RN) bestimmt wird. In dem Auswerteschritt erfolgt eine Kategorisierung (K2), bei der basierend auf der Größe der Abweichung (ΔR) das jeweilige Halbleiterbauelement (Hx) einer Kategorie beziehungsweise einem Bin (B1, B2, B3) zugeordnet wird, die den weiteren Einsatz des Halbleiterbauelements (Hx) bestimmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Test- und Qualitätskontrollverfahren in einem Prozess zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Die Hauptanwendung der Erfindung zielt insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf Sic-MOSFETs ab, die in Pulswechselrichter verbaut werden.
  • Für die Herstellung von Halbleiterbauelementen wird ein Wafer bereitgestellt, der im Prozessverlauf zu Halbleiterbauelementen oder Chips vereinzelt wird, sodass die Halbleiterbauelemente separat voneinander weiterbearbeitet werden können. Die Halbleiterbauelemente weisen über den Wafer verteilt keine elektrisch konstanten Eigenschaften, das heißt keine konstanten elektrischen Kernwerte auf, sondern vielmehr eine Verteilung mit variierenden elektrischen Kennwerten, etwa variierende Gate-Schwellenspannungen und/oder variierende Durchlasswiderstände.
  • In einem gattungsgemäßen Test- und Qualitätskontrollverfahren, das in einem Prozess zur Herstellung von Halbleiterbauelementen eingebettet ist, wird ein Messschritt durchgeführt, bei dem die Größe eines Durchlasswiderstands des jeweiligen Halbleiterbauelements oder ein damit korrelierender Testparameter gemessen wird. Anschließend wird eine Kategorisierung durchgeführt, bei der basierend auf der Größe des gemessenen Testparameters (das heißt des Durchlasswiderstands) das jeweilige Halbleiterbauelement einer Kategorie beziehungsweise einem Bin zugeordnet wird. Dadurch sind jeweils Halbleiterbauelemente, deren Testparameter eine gleiche oder ähnliche Größen aufweisen, derselben Kategorie zugeordnet (sogenanntes Binning). Dies gewährleistet, dass in einem Leistungsmodul eines Pulswechselrichters eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs Chips mit ähnlichen elektrisch Kennwerten zu einem Leistungsschalter parallelgeschaltet werden, sodass im Betrieb die Chips nahezu gleichzeitig schalten.
  • Bei der obigen Kategorisierung bleibt jedoch die Abweichung des Durchlasswiderstand des jeweiligen Halbleiterbauelements von seinem Nominalwert unberücksichtigt. Eine derartige Abweichung kann bis zu ±30 % vom Nominalwert betragen. Diese Abweichung vom Nominalwert muss bei der Chipauslegung berücksichtigt werden, da der Durchlasswiderstand die Leitverluste dominiert. Im Stand der Technik wird daher diese Abweichung insoweit berücksichtigt, als der Durchlasswiderstand des jeweiligen Halbleiterbauelements jeweils mit einem entsprechenden Sicherheitsaufmaß gekennzeichnet ist, das die Toleranz von ± 30 % berücksichtigt.
  • Aus der US 2019/0143374 A1 ist eine Chipsortier- und Verpackungsplattform bekannt, die ein Zufuhrmodul, ein Sortiermodul und ein Verpackungsmodul aufweist. Zufuhrmodul ist so ausgelegt, dass es eine Vielzahl von Chips zuführt. Das Sortiermodul ist so konfiguriert, dass es die vom Zufuhrmodul zugeführten Chips aufnimmt und bestimmt, ob jeder der Chips qualifiziert ist. Das Verpackungsmodul ist so konfiguriert, dass es qualifizierte Chips verpackt. Aus der CN 109470921 A ist ein Verfahren zum Erreichen einer hochgradigen Präzisionsanwendung auf der Basis von Widerständen mit geringer Genauigkeit bekannt. Aus der CN 113155193 A ist ein intelligentes Wafererkennungs- und Klassifizierungsverfahren bekannt, das auf Basis von Cloud Computing arbeitet. Das Verfahren weist unter anderem die folgenden Schritte auf: Ermitteln der Kapazitäts- und Spannungscharakteristik-Parameter von Wafern; Berechnen des Abweichungswiderstands der Wafer gemäß den kapazitiven und spannungsspezifischen Parametern.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Test- und Qualitätskontrollverfahren in einem Prozess zur Herstellung von Halbleiterbauelementen bereitzustellen, bei dem die Halbleiterbauelemente mit steuernden elektrischen Kennwerten optimal nach Performance und/oder Kosten einsetzbar sind.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Die Erfindung geht von einem Test- und Qualitätskontrollverfahren in einem Prozess zur Herstellung von Halbleiterbauelementen aus. Die Hauptanwendung der Erfindung zielt insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf Sic-MOSFETs ab, die in Pulswechselrichter verbaut werden. Das Test- und Qualitätskontrollverfahren weist einen Messschritt auf, bei dem die Größe eines Durchlasswiderstands des jeweiligen Halbleiterbauelements oder ein damit korrelierender Testparameter gemessen wird. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist das Test- und Qualitätskontrollverfahren einen Auswerteschritt auf, bei dem eine Abweichung des Testparameters von seinem Nominalwert bestimmt wird. Im Auswerteschritt erfolgt eine Kategorisierung, bei der basierend auf der Größe der Abweichung das jeweilige Halbleiterbauelement einer Kategorie beziehungsweise einem Bin zugeordnet wird, die den weiteren Einsatz des Halbleiterbauelements bestimmt.
  • In einer technischen Umsetzung kann zur Durchführung der Kategorisierung ein Zuordnungsbaustein bereitgestellt sein, in dem für jedes Halbleiterbauelement die Abweichung des Testparameters vom Nominalwert ermittelt wird. Zudem wird im Zuordnungsbaustein der die Kategorisierung der Halbleiterbauelemente vorgenommen.
  • Beispielhaft kann folgende Kategorisierung im Zuordnungsbaustein durchgeführt werden: So können Halbleiterbauelemente, deren Abweichung bei -0,3 RN < ΔR ≤ (-0,05) RN liegt, einer ersten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet werden. Halbleiterbauelemente, deren Abweichung bei -0,05 RN < ΔR ≤ +0,05 RN liegt, können einer zweiten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet werden. Alternativ dazu können Halbleiterbauelemente, deren Abweichung bei +0,05 RN < ΔR ≤ +0,3 RN liegt, einer dritten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet werden.
  • In einer konkreten Ausführungsvariante können die Halbleiterbauelemente, die der ersten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet sind, in Leistungsmodulen mit Einsatz in Hochtemperaturländern verbaut werden. Alternativ dazu können Halbleiterbauelemente, die der zweiten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet sind, in Leistungsmodulen mit Einsatz in gemäßigten Klimazonen verbaut werden. Alternativ dazu können Halbleiterbauelementen, die der dritten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet sind, in Leistungsmodulen mit Einsatz in Niedrigtemperaturländern verbaut werden.
  • In einer zweiten konkreten Ausführungsform können Halbleiterbauelemente, die der ersten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet sind, in Leistungsmodulen einer Hochstromvariante eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs hoher Leistungsklasse verbaut werden. Halbleiterbauelemente, die der zweiten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet sind, können dagegen in Leistungsmodulen eines Fahrzeugs mittlerer Leistungsklasse verbaut werden. Halbleiterbauelemente, die der dritten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet sind, können in Leistungsmodulen eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs geringer Leistungsklasse verbaut werden.
  • In einer dritten konkreten Ausführungsform können Halbleiterbauelemente, die der ersten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet sind, in Pulswechselrichter verbaut werden. Halbleiterbauelemente, die der zweiten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet sind, können dagegen in DC/DC-Wandler verbaut werden. Demgegenüber können Halbleiterbauelemente, die der dritten Kategorie beziehungsweise Bin zugeordnet sind, in Ladesäulen verbaut werden.
  • Jegliche Kombination von Halbleiterbauelementen im Pulswechselrichter von elektrisch betriebenen Fahrzeugen gleichen Fahrzeugtyps führt zu unterschiedlichen Leistungsangaben der Fahrzeuge. Die entsprechend gekennzeichneten unterschiedlichen Leistungsangaben können für den Fahrzeugkäufer als Kaufhilfe dienen.
  • In einer technischen Realisierung wird in dem erfindungsgemäßen Test- und Qualitätskontrollverfahren eine zweistufige Kategorisierung durchgeführt. Bei der zweistufigen Kategorisierung wird - zusätzlich zu oben beschriebenen Kategorisierung basierend auf der Abweichung des Testparameters von seinem Nominalparameter - eine weitere Kategorisierung durchgeführt, und zwar basierend auf der Größe des gemessenen Testparameters des jeweilige Halbleiterbauelements. In dieser weiteren Kategorie wird, basierend auf der Größe des gemessenen Testparameter, das jeweilige Halbleiterelement in eine Kategorie derart sortiert, dass die Halbleiterbauelemente, deren Testparameter gleiche oder ähnliche Größen aufweisen, derselben Kategorie zugeordnet sind.
  • Bevorzugt ist es, wenn in der oben genannten zweistufigen Kategorisierung die Kategorisierung basierend auf der Größe der gemessenen Testparameter eine Vor-Kategorisierung ist. Dieser Vor-Kategorisierung ist prozesstechnisch nachgeschaltet die Kategorisierung basierend auf der Größe der Abweichung vom Nominalwert, die als Folge-Kategorisierung durchführbar ist.
  • Nachfolgend ist anhand der Figur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
  • Für die Herstellung von in der Figur beispielhaft insgesamt 248 Halbleiterbauelementen H1...H248 wird ein Wafer bereitgestellt. Der Wafer wird im weiteren Prozessverlauf in die voneinander getrennten Halbleiterbauelemente H1 bis H248 aufgeteilt, sodass die Halbleiterbauelemente H1...H248 separat voneinander bearbeitet werden können. Die Halbleiterbauelemente H, bis H248 weisen über den Wafer verteilt keine konstanten elektrischen Kernwerte auf, sondern vielmehr eine Verteilung mit variierenden elektrischen Kennwerten/Kernwerten, insbesondere mit variierenden Durchlasswiderständen R1...R248 sowie damit gekoppelten, variierenden Gate-Schwellenspannungen.
  • Damit die Halbleiterbauelemente H1...H248 optimal nach Performance und Kosten eingesetzt werden können, ist im Herstellungsprozess ein erfindungsgemäßes Test- und Qualitätskontrollverfahren eingebunden, das in der Figur anhand eines grob schematischen Blockschaltdiagramms insoweit veranschaulicht ist, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist.
  • Demnach erfolgt in dem Test- und Qualitätskontrollverfahren eine zweistufige Kategorisierung K1, K2 der im (nicht dargestellten) Herstellungsprozess gefertigten Halbleiterbauelemente H1 bis H248. Die zweistufige Kategorisierung besteht gemäß der Figur aus einer Vor-Kategorisierung K1 und einer prozesstechnisch nachgeschalteten Folge-Kategorisierung K2.
  • In der Vor-Kategorisierung K1 wird mittels eines Messbausteins 1 zunächst die Größe des Durchlasswiderstands Rx des jeweiligen Halbleiterbauteilelements H1 bis H248 gemessen.
  • Anschließend erfolgt in einem Vergleicherbaustein 3 ein Größenvergleich der Durchlasswiderstände Rx der Halbleiterbauelemente H1 bis H248. In einem Zuordnungsbaustein 5 werden, basierend auf der Größe des gemessenen Durchlasswiderstands Rx, die Halbleiterbauelemente H1 bis H248 einer Vor-Kategorie bzw. einem Bin B1', B2', B3' zugeordnet. Halbleiterbauelemente mit gleichem oder ähnlichem Durchlasswiderstand Rx sind daher derselben Vor-Kategorie B1', B2', B3' zugeordnet. Beispielhaft sind in der Figur die Halbleiterbauelemente H1 bis H80 der ersten Vor-Kategorie B1' zugeordnet. Das heißt, dass die Halbleiterbauelemente H1 bis H80 mit zumindest ähnlich großen Durchlasswiderständen Rx ausgebildet sind. Entsprechend sind die Halbleiterbauelemente H81 bis H160 der zweiten Vor-Kategorie B2' zugeordnet, und die Halbleiterbauelemente H161 bis H248 der dritten Vor-Kategorie B2` zugeordnet.
  • Nach erfolgter Vor-Kategorisierung K1 wird die Folge-Kategorisierung K2 durchgeführt. Hierzu werden die Halbleiterbauelemente H1 bis H80 der ersten Vor-Kategorie B1' einem Signalstrang zugeführt, der aus einem Berechnungsbaustein 7 und einem Zuordnungsbaustein 9 besteht. Im Berechnungsbaustein 7 wird für jedes der Halbleiterbauelemente H1 bis H80, die der ersten Vor-Kategorie B1' zugeordnet sind, die Abweichung ΔR des gemessenen Durchlasswiderstand Rx vom Nominalwert RN ermittelt. Anschließend werden im Zuordnungsbaustein 9 die Halbleiterbauelemente, deren Abweichung ΔR bei -0,3 RN < ΔR ≤ (-0,05) RN liegt, einer ersten Folge-Kategorie B1 zugeordnet. Halbleiterbauelemente, deren Abweichung ΔR bei -0,05 RN < ΔR ≤ + 0,05 RN liegt, werden einer zweiten Folge-Kategorie beziehungsweise B2 zugeordnet. Halbleiterbauelemente, deren Abweichung ΔR bei +0,05 RN < ΔR ≤ 0,3 RN liegt, werden einer dritten Folge-Kategorie B3 zugeordnet.
  • In gleicher Weise werden auch die in die zweite Vor-Kategorie B2' sortierten Halbleiterbauelemente H81 bis H160 und die in die dritte Vor-Kategorie B3' sortierten Halbleiterbauelemente H161 bis H248 einem identisch aufgebauten Signalbearbeitungspfad zugeführt, so dass dieselbe Folge-Kategorisierung auch mit den Halbleiterbauelementen der zweiten und der dritten Vor-Kategorie B2' und B3' durchgeführt wird.
  • Beispielhaft können die der ersten Folge-Kategorie B1 zugeordneten Halbleiterbauelemente in Leistungsmodulen mit Einsatz in Hochtemperaturländern verbaut werden. Alternativ dazu können diese in Leistungsmodulen einer Hochstromvariante eines Fahrzeugs hoher Leistungsklasse verbaut werden.
  • Die der zweiten Folge-Kategorie B2 zugeordneten Halbleiterbauelemente können dagegen in Leistungsmodulen mit Einsatz in gemäßigten Klimazonen verbaut werden. Alternativ dazu können diese in Leistungsmodulen eines Fahrzeugs mittlerer Leistungsklasse verbaut werden.
  • Die der dritten Folge-Kategorie B3 zugeordneten Halbleiterbauelemente können in Leistungsmodulen mit Einsatz in Niedrigtemperaturländern verbaut werden können. Alternativ dazu können diese in Leistungsmodulen eines Fahrzeugs geringer Leistungsklasse verbaut werden.
  • Es wird nochmals hervorgehoben, dass die Erfindung nicht auf das oben anhand der Figur beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Vielmehr ist die anhand der Figur dargestellte Kategorisierung des Durchlasswiderstands Rx ist nur ein Beispiel, während andere Ausführungsbeispiele der Erfindung deutlich davon abweichen können. Ebenso kann die Anzahl der Bins höher oder niedriger sein als in der Figur 1 dargestellt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Messbaustein
    3
    Vergleicherbaustein
    5
    Zuordnungsbaustein
    7
    Berechnungsbaustein
    9
    Zuordnungsbaustein
    Rx
    Durchlasswiderstand
    RN
    Nominalwert
    Hx
    Halbleiterbauelement
    ΔR
    Abweichung
    B1', B2', B3'
    erste bis dritte Vor-Kategorie
    B1, B1, B3
    erste bis dritte Folge-Kategorie

Claims (10)

  1. Test- und Qualitätskontrollverfahren in einem Prozess zur Herstellung von Halbleiterbauelementen (Hx), etwa GaN, IGBT, Sic-MOSFET etc., mit einem Messschritt, bei dem die Größe eines Durchlasswiderstands (Rx) des jeweiligen Halbleiterbauelements (Hx) oder ein damit korrelierender Testparameter gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Test- und Qualitätskontrollverfahren einen Auswerteschritt aufweist, bei dem eine Abweichung (ΔR) des Testparameters (Rx) von seinem Nominalwert (RN) bestimmt wird, und dass in dem Auswerteschritt eine Kategorisierung (K2) erfolgt, bei der basierend auf der Größe der Abweichung (ΔR) das jeweilige Halbleiterbauelement (Hx) einer Kategorie beziehungsweise einem Bin (B1, B2, B3) zugeordnet wird, die den weiteren Einsatz des Halbleiterbauelements (Hx) bestimmt.
  2. Test- und Qualitätskontrollverf ahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterbauelemente (Hx) Sic-MOSFETs sind, die in Pulswechselrichter verbaubar sind.
  3. Test- und Qualitätskontrollverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Kategorisierung (K2) ein Auswertebaustein (9) bereitgestellt ist, in dem für jedes Halbleiterbauelement (Hn) die Abweichung (ΔR) des Testparameters (Rx) vom Nominalwert (RN) ermittelt wird, und ein Zuordnungsbaustein (11) bereitgestellt ist, der die Kategorisierung der Halbleiterbauelemente (Hx) vornimmt.
  4. Test- und Qualitätskontrollverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zuordnungsbaustein (9)
    - Halbleiterbauelemente (Hx), deren Abweichung (ΔR) bei -0,3 RN < ΔR ≤ (-0,05) RN liegt, einer ersten Kategorie beziehungsweise Bin (B1) zugeordnet werden,
    - Halbleiterbauelemente (Hx), deren Abweichung (ΔR) bei -0,05 RN < ΔR ≤ + 0,05 RN liegt, einer zweiten Kategorie beziehungsweise Bin (B2) zugeordnet werden, und
    - Halbleiterbauelemente (Hx), deren Abweichung (ΔR) bei +0,05 RN < ΔR ≤ 0,3 RN liegt, einer dritten Kategorie beziehungsweise Bin (B3) zugeordnet werden.
  5. Test- und Qualitätskontrollverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Halbleiterbauelemente (Hx), die der ersten Kategorie beziehungsweise Bin (B1) zugeordnet sind, in Leistungsmodulen mit Einsatz in Hochtemperaturländern verbaut werden;
    Halbleiterbauelemente (Hx), die der zweiten Kategorie beziehungsweise Bin (B2) zugeordnet sind, in Leistungsmodulen mit Einsatz in gemäßigten Klimazonen verbaut werden; und/oder
    Halbleiterbauelementen (Hx), die der dritten Kategorie beziehungsweise Bin (B3) zugeordnet sind, in Leistungsmodulen mit Einsatz in Niedrigtemperaturländern verbaut werden.
  6. Test- und Qualitätskontrollverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Halbleiterbauelemente (Hx), die der ersten Kategorie beziehungsweise Bin (B1) zugeordnet sind, in Leistungsmodulen einer Hochstromvariante eines Fahrzeugs hoher Leistungsklasse verbaut werden;
    Halbleiterbauelemente (Hx), die der zweiten Kategorie beziehungsweise Bin (B2) zugeordnet sind, in Leistungsmodulen eines Fahrzeugs mittlerer Leistungsklasse verbaut werden; und/oder
    Halbleiterbauelemente (Hx), die der dritten Kategorie beziehungsweise Bin (B3) zugeordnet sind, in Leistungsmodulen eines Fahrzeugs geringer Leistungsklasse verbaut werden.
  7. Test- und Qualitätskontrollverfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    Halbleiterbauelemente (Hx), die der ersten Kategorie beziehungsweise Bin (B1) zugeordnet sind, in Pulswechselrichter verbaut werden;
    Halbleiterbauelemente (Hx), die der zweiten Kategorie beziehungsweise Bin (B2) zugeordnet sind, in DC/DC-Wandler verbaut werden; und/oder
    Halbleiterbauelemente (Hx), die der dritten Kategorie beziehungsweise Bin (B2) zugeordnet sind, in Ladesäulen verbaut werden.
  8. Test- und Qualitätskontrollverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jegliche Kombination von Halbleiterbauelementen (Hx) im Pulswechselrichter von elektrisch betriebenen Fahrzeugen gleichen Fahrzeugtyps zu unterschiedlichen Leistungsangaben der Fahrzeuge führt, und dass die entsprechend gekennzeichneten unterschiedlichen Fahrzeug-Leistungsangaben als Kaufhilfe einem Fahrzeugkäufer angeboten werden.
  9. Test- und Qualitätskontrollverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass in dem Auswerteschritt eine zweistufige Kategorisierung (K1, K2) durchgeführt wird, bei der in einer weiteren Kategorisierung (K1) basierend auf der Größe des gemessenen Testparameters (Rx) das jeweilige Halbleiterbauelement (Hx) einer Kategorie (B1', B2', B3') derart zugeordnet wird, dass die Halbleiterbauelemente (Hx), deren Testparameter (Rx) gleiche oder ähnliche Größen aufweisen, derselben Kategorie (B1', B2', B3') zugeordnet sind.
  10. Test- und Qualitätskontrollverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweistufigen Kategorisierung die Kategorisierung (K1) basierend auf der Größe des gemessenen Testparameters (Rx) eine Vor-Kategorisierung ist, und dass prozesstechnisch nachgeschaltet die Kategorisierung (K2) basierend auf der Größe der Abweichung (ΔR) vom Nominalwert (RN) als Folge-Kategorisierung durchgeführt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120094868A (zh) * 2025-04-30 2025-06-06 江西兆驰半导体有限公司 芯片分选方法、计算机设备、芯片分选系统及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109470921A (zh) 2018-09-28 2019-03-15 武汉市蓝电电子股份有限公司 基于低一等级精度的电阻实现高一等级精度使用的方法
US20190143374A1 (en) 2016-07-12 2019-05-16 Tyco Electronics (Shanghai) Co. Ltd. Chip Sorting and Packaging Platform
CN113155193A (zh) 2021-04-19 2021-07-23 上海磐盟电子材料有限公司 一种基于云计算的晶圆片智能检测分类方法、装置和系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018206860A1 (de) * 2018-05-03 2019-11-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektronische Moduleinheit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190143374A1 (en) 2016-07-12 2019-05-16 Tyco Electronics (Shanghai) Co. Ltd. Chip Sorting and Packaging Platform
CN109470921A (zh) 2018-09-28 2019-03-15 武汉市蓝电电子股份有限公司 基于低一等级精度的电阻实现高一等级精度使用的方法
CN113155193A (zh) 2021-04-19 2021-07-23 上海磐盟电子材料有限公司 一种基于云计算的晶圆片智能检测分类方法、装置和系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120094868A (zh) * 2025-04-30 2025-06-06 江西兆驰半导体有限公司 芯片分选方法、计算机设备、芯片分选系统及存储介质

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